二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件[1]。它具有单向导电性能,即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开[2]。二极管是早诞生的半导体器件之一,其应用非常广。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能[3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹[3]。中文名二极管外文名Diode特性单向导电性应用家用电器、工业控制电路等类别半导体器件组成材料硅、硒、锗等目录1结构组成2工作原理▪PN结形成原理▪PN结单向导电性3主要分类▪点接触型二极管▪面接触型二极管▪平面型二极管▪稳压管▪光电二极管▪发光二极管4特性参数▪伏安特性▪正向特性▪反向特性▪击穿特性▪反向电流▪动态电阻▪电压温度系数▪高工作频率▪大整流电流▪高反向工作电压5检测方法▪小功率晶体二极管▪双向触发二极管▪瞬态电压抑制二极管▪高频变阻二极管▪变容二极管▪单色。它具有单向导电性能,即给二极管阳极加上正向电压时,二极管导通。重庆哪里有二极管模块供应
所谓限幅电路就是限制电路中某一点的信号幅度大小,让信号幅度大到一定程度时,不让信号的幅度再增大,当信号的幅度没有达到限制的幅度时,限幅电路不工作,具有这种功能的电路称为限幅电路,利用二极管来完成这一功能的电路称为二极管限幅电路。如图9-44所示是二极管限幅电路。在电路中,A1是集成电路(一种常用元器件),VT1和VT2是三极管(一种常用元器件),R1和R2是电阻器,VD1~VD6是二极管。图9-44二极管限幅电路1.电路分析思路说明对电路中VD1和VD2作用分析的思路主要说明下列几点:1)从电路中可以看出,VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6两组二极管的电路结构一样,这两组二极管在这一电路中所起的作用是相同的,所以只要分析其中一组二极管电路工作原理即可。2)集成电路A1的①脚通过电阻R1与三极管VT1基极相连,显然R1是信号传输电阻,将①脚上输出信号通过R1加到VT1基极,由于在集成电路A1的①脚与三极管VT1基极之间没有隔直电容,根据这一电路结构可以判断:集成电路A1的①脚是输出信号引脚,而且输出直流和交流的复合信号。确定集成电路A1的①脚是信号输出引脚的目的是为了判断二极管VD1在电路中的具体作用。3)集成电路的①脚输出的直流电压显然不是很高。重庆哪里有二极管模块供应它们的结构为点接触型。其结电容较小,工作频率较高,一般都采用锗材料制成。
没有高到让外接的二极管处于导通状态,理由是:如果集成电路A1的①脚输出的直流电压足够高,那么VD1、VD2和VD3导通,其导通后的内阻很小,这样会将集成电路A1的①脚输出的交流信号分流到地,对信号造成衰减,显然这一电路中不需要对信号进行这样的衰减,所以从这个角度分析得到的结论是:集成电路A1的①脚输出的直流电压不会高到让VD1、VD2和VD3导通的程度。4)从集成电路A1的①脚输出的是直流和交流叠加信号,通过电阻R1与三极管VT1基极,VT1是NPN型三极管,如果加到VT1基极的正半周交流信号幅度出现很大的现象,会使VT1的基极电压很大而有烧坏VT1的危险。加到VT1基极的交流信号负半周信号幅度很大时,对VT1没有烧坏的影响,因为VT1基极上负极性信号使VT1基极电流减小。5)通过上述电路分析思路可以初步判断,电路中的VD1、VD2、VD3是限幅保护二极管电路,防止集成电路A1的①脚输出的交流信号正半周幅度太大而烧坏VT1。从上述思路出发对VD1、VD2、VD3二极管电路进一步分析,分析如果符合逻辑,可以说明上述电路分析思路是正确的。2.二极管限幅电路分析各种限幅电路工作是有方法的,将信号的幅度分两种情况:1)信号幅度比较小时的电路工作状态。
导致VT1管进入饱和状态,VT1可能会发烧,严重时会烧坏VT1。如果VD1出现击穿故障,会导致VT1管基极直流偏置电压下降,三极管VT1直流工作电流减小,VT1管放大能力减小或进入截止状态。二极管控制电路及故障处理二极管导通之后,它的正向电阻大小随电流大小变化而有微小改变,正向电流愈大,正向电阻愈小;反之则大。利用二极管正向电流与正向电阻之间的特性,可以构成一些自动控制电路。如图9-43所示是一种由二极管构成的自动控制电路,又称ALC电路(自动电平控制电路),它在磁性录音设备中(如卡座)的录音电路中经常应用。图9-43二极管构成的自动控制电路1.电路分析准备知识说明二极管的单向导电特性只是说明了正向电阻小、反向电阻大,没有说明二极管导通后还有哪些具体的特性。二极管正向导通之后,它的正向电阻大小还与流过二极管的正向电流大小相关。尽管二极管正向导通后的正向电阻比较小(相对反向电阻而言),但是如果增加正向电流,二极管导通后的正向电阻还会进一步下降,即正向电流愈大,正向电阻愈小,反之则大。不熟悉电路功能对电路工作原理很不利,在了解电路功能的背景下能有的放矢地分析电路工作原理或电路中某元器件的作用。面接触型二极管的PN结接触面积大,可以通过较大的电流,也能承受较高的反向电压,适宜在整流电路中使用。
快速恢复整流二极管和超快恢复整流二极管在开关电源中作为整流器件使用时是否需要散热器,要根据电路的大功率来决定。一般情况下,这些二极管在制造时允许的结温在175℃,生产厂家对该指标都有技术说明,以提供给设计者去计算大的输出工作电流、电压及外壳温度等。肖特基整流二极管即使在大的正向电流作用下,其正向压降也很低,有,而且,随着结温的增加,其正向压降更低,因此,使得肖特基整流二极管特别适用于5V左右的低电压输出电路中。肖特基整流二极管的反向恢复时间是可以忽略不计的,因为此器件是多数载流子半导体器件,在器件的开关过程中,没有少数载流子存贮电荷的问题。肖特基整流二极管有两大缺点:其一,反向截止电压的承受能力较低,产品大约为100V;其二,反向漏电流较大,使得该器件比其他类型的整流器件更容易受热击穿。当然,这些缺点也可以通过增加瞬时过电压保护电路及适当控制结温来克服。表示出了典型的高速整流二极管的特性与参数。光电二极管又称光敏二极管。重庆哪里有二极管模块供应
防反二极管也叫做防反充二极管,就是防止方阵电流反冲。重庆哪里有二极管模块供应
二极管的反向饱和电流受温度影响很大。[4]一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。[4]二极管击穿特性外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被长久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。[5]反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。[5]另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时,外加电场使电子漂移速度加快,从而与共价键中的价电子相碰撞,把价电子撞出共价键,产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子。重庆哪里有二极管模块供应